1、第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层 基础认知自主学习一、大气的组成 1.低层大气的组成:_、少量水汽和固体杂质。2.大气的成分及作用:成分 作用 氧 人类和其他生物维持_活动所必需的物质 氮 地球上生物体的基本_ 二氧化碳 绿色植物进行_的基本原料,吸收地面辐射能力 强,使气温_ 臭氧 强烈吸收太阳光中的_,使大气增温;减少到达地面的 _,被誉为“地球生命的保护伞”水汽和杂质 _的必要条件,影响大气的变化 干洁空气 生命 元素 光合作用 升高 紫外线 紫外线 成云致雨 3.人类活动对大气组成的影响:人类活动排放的_进入大气,会影响大气的成分和含量,产生_,对生态系统和人类_造成
2、不利影响。污染物 大气污染 生存 二、大气的垂直分层 1.划分依据:根据_、_和密度,大气自下而上可划分为对流层、平 流层和高层大气。2.垂直分层:(1)对流层。高度范围:在大气圈的最底层。低纬度地区_千米,高纬度地区_ 千米。温度 运动状况 1718 89 主要特征。与人类关系:人类生活在对流层_。主要特征 成因 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 占大气总质量的3/4和几乎全部的 _和_ 气温随高度的升高而_ 热量来自地面辐射 大气_运动显著 上部冷,下部热 水汽 杂质 降低 对流 底部(2)平流层。范围:对流层顶部至_千米的高空。主要特征:气温随高度升高而_,大气以_运动为主。与人类
3、关系:臭氧层使地球生命免受过多紫外线是伤害;适合_飞行。5055 升高 平流 航空(3)高层大气。位置:平流层顶以上的大气。主要特征:与人类关系:80120千米,流星体燃烧产生_现象;80500千米,有电离 层反射_,对无线电通信有重要作用。要素 主要特征 气 温 下层 没有臭氧吸收紫外线,气温会_ 上层 大气吸收更短波长的太阳紫外线,温度持续_ 密度 很小,在2 0003 000千米高空,大气密度与_密 度非常相近 下降 上升 星际空间 流星 无线电波【填图绘图】填写干洁空气的主要组成。【质疑批判】判断下列说法的正误 大气圈中最多的成分是氧。()大气圈中各种成分均匀分布。()臭氧对人类和动物
4、是无害的。()空气中只要有水汽就可以形成降水。()大气中的尘埃物质可以反射太阳辐射,降低地面温度。()【填图绘图】填写大气垂直分层的名称。【对点连线】将平流层特征及成因连线【实践探索】2020年7月23日12时41分,我国在中国文昌航天发射场成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。(1)“天问一号”升空过程中依次经过哪些大气层?提示:对流层、平流层、高层大气。(2)“天问一号”升空过程中,大气温度有何变化?提示:气温先降低后升高,再降低再升高。能力形成合作探究能力一 大气的组成成分及作用【能力形成】1.大气主要成分及其对大气环境的影响:成分 作用
5、 二氧 化碳 CO2吸收长波辐射(地面辐射)升温的同时释放热能热量射向地面保温作用,CO2植物光合作用太阳能转化为化学能 臭氧 平流层中的O3吸收紫外线升温的同时阻挡到达地面的紫外线保护地球上的生物免受紫外线伤害 水汽 近地面水汽吸收地面热量大气升温,水汽温度变化吸热或放热水的相变云、雨、雾、雪等天气现象发生 杂质 杂质吸附水汽成云致雨,杂质削弱太阳辐射大气能见度降低 2.人类活动对大气成分的影响:【知识拓展】臭氧层破坏(1)原因:自然:太阳活动;人为:人类向大气中大量排放消耗臭氧的物质(如氯氟碳化物)。(2)后果:影响人类的健康。一方面,过量的紫外线会破坏人的免疫系统,使 人的自身免疫系统出
6、现问题,患呼吸道传染性疾病的人数大量增加;另一方面,过量的紫外线会增加皮肤癌的发病率。影响农作物的产量和质量。影响 水域生态系统,会直接引起整个食物链的破坏。(3)措施:减少消耗臭氧层有害气体的排放,如冰箱制冷剂氯氟碳化物的排放(改用无氟制冷剂);寻找新的替代品,加大对替代品的研制力度。【典例示范】地球大气又称“氮氧大气”,结合地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表,完成(1)、(2)题。气体成分 体积分数/%质量分数/%氮气(N2)78.08 75.52 氧气(O2)20.94 23.15 氩气(Ar)0.93 1.28 二氧化碳(CO2)0.03(变动)0.05(1)地球大气称为“氮
7、氧大气”是因为两者()A.占干洁空气成分的99%B.占大气成分的99%C.是生命活动必不可少的物质 D.在其他天体上不存在(2)目前,导致二氧化碳变动的主要因素是()植树造林 大量燃烧矿物化石燃料 新能源公交车的逐渐普及 森林、草原开垦成农田 A.B.C.D.【思路点拨】解答该题的思路如下:【解析】(1)选A,(2)选B。第(1)题,氮和氧是大气的主要成分,在干洁空气成分中,无论从体积分数还是质量分数看,氮和氧两者的含量约占99%,故又称地球大气为“氮氧大气”。第(2)题,目前,大气中的二氧化碳浓度逐渐升高,主要原因是:【类题再练】臭氧层因吸收大部分紫外线而被誉为“地球的保护伞”,但目前臭氧在
8、减少。图中每种紫外线宽度变化代表其浓度变化。回答(1)、(2)题。(1)据图判断,臭氧层(臭氧浓度最大)的海拔()A.015 km B.1530 km C.3045 km D.4560 km(2)如果图示中臭氧浓度减少,导致地面生 物受到伤害最大的紫外线波段是 ()A.UV-a B.UV-b C.UV-c D.三种相同【解析】(1)选B,(2)选B。第(1)题,直接根据图示纵坐标读数即可。第(2)题,根据图示每种紫外线宽度变化代表其浓度变化,图示UV-b在臭氧层大量减少,反映臭氧层能大量吸收UV-b的紫外线,故臭氧浓度减少,导致 UV-b 紫外线到达地面大幅增加,导致伤害地面生物。【补偿训练】
9、读大气成分图,回答下列问题。(1)图中A、B表示的大气成分是:A ,B 。其中B的重要作用 是 。(2)在其他的气体中,被称为“地球生命保护伞”的是 ,其原因是什 么?(3)人类活动对大气成分有什么影响?【解析】第(1)题,由图可知,A成分最多,为氮气;其次为B,为氧气,主要作用是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。第(2)题,被称为“地球生命保护伞”的是臭氧,原因是能大量吸收太阳辐射中的紫外线。第(3)题,人类活动对大气的影响主要是排放的污染物与废弃物产生大气污染造成的影响。答案:(1)氮气氧气 氧是人类和其他生物维持生命活动所必须的物质(2)臭氧 臭氧能吸收大量紫外线,保护地球上的生物
10、,使其免受过多紫外线的伤害。(3)人类活动排放的污染物与废弃物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。能力二 大气垂直分层及特点【能力形成】1.大气垂直分层:(1)大气垂直分层的高度范围。(2)大气垂直分层的温度变化。对流层气温随高度升高而降低。平流层气温随高度升高而升高。高层大气气温先降低后升高。分层 高度范围 对流层 低纬:1718 km;中纬:1012 km;高纬:89 km 平流层 对流层顶部至5055 km 高层大气 从平流层顶部到大气上界 2.对流层特点及与人类的关系:3.平流层特点及与人类的关系:【情境探究】情境一 来自埃塞俄比亚阿鲁西高
11、原的格布雷西拉西耶被称为历史上最伟大的长跑运动员。在他的职业生涯中参加过400多次比赛,并且多次打破世界纪录。他曾是马拉松、10千米马拉松、20 000米赛跑、半程马拉松和1小时限时跑世界纪录保持者。据统计,近年来的世界长跑冠军大多来自非洲东部的肯尼亚、埃塞俄比亚等高原国家。情境二 我国的很多体育训练基地也都设在高原城市,如云南昆明的海埂训练基地,青海多巴国家训练基地等。【探究】(1)体育训练为什么钟情于高原?(综合思维:在地理学习中发现学科价值的能 力)提示:一般而言,随着海拔升高,大气中含氧量越低;高原地区,地势高,空气稀 薄缺氧,在高原训练心肺功能会比在平原地区强,可以最大程度激发潜能;
12、在平 原参加比赛的时候就能够有较大水平的提高。(2)海拔越高越利于运动员的训练吗?为什么?(人地协调观:正确认识地理环境 对人类活动的影响)提示:并不是海拔越高,越利于运动员的训练。因为海拔越高,含氧量越低,进 行体育运动训练会危害人体健康,甚至危及生命。【典题训练】(2018山东夏季学考)下图为大气的垂直分层示意图,读图完成(1)、(2)题。(1)a层与人类的关系最密切,对其表述正确的是()A.水平运动明显 B.气温随高度升高而升高 C.密度随高度升高而增加 D.天气现象复杂多变(2)与a层相比,b层()A.能大量吸收紫外线 B.随高度升高气温降低 C.空气中水汽含量较大 D.对流运动旺盛【
13、解析】(1)选D,(2)选A。第(1)题,对流层特征:第(2)题,对比平流层特征:大气运动 空气以对流运动为主 气温变化 气温随高度升高而降低 密度变化 密度随高度升高而降低 天气现象 对流层天气现象复杂多变 大气运动 以平流运动为主 气温变化 臭氧层能大量吸收紫外线,气温随高度升高而升高 天气特征 空气中水汽含量较低,杂质少,故天气较晴朗【类题再练】(2021济宁高一检测)下图中曲线所示为大气中臭氧浓度分布随高度变化,读图完成(1)(3)题。(1)从图中看出,臭氧层分布于()A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层(2)若大气中臭氧含量大幅度减少,可能造成()皮肤病发病率增加 降水大
14、幅度增加 高层大气升温 农林牧业减产 A.B.C.D.(3)图中大气层界线以下()A.海拔越高,气温越高 B.空气对流显著,天气复杂 C.冬季较厚,夏季较薄 D.天气晴朗,利于飞行【解析】(1)选B,(2)选B,(3)选B。第(1)题,读图分析,图中大气层界线为对流 层和平流层的界线;根据大气中臭氧浓度分布随高度变化可知,臭氧在平流层 浓度最大,因此臭氧层分布在平流层。第(2)题,平流层中的臭氧层能强烈吸收 太阳紫外线辐射,保护地球上的生命免受过多紫外线伤害。若大气中臭氧含量 大幅度减少,到达地表的紫外线辐射增强,可能造成皮肤病发病率增加,正 确;影响动植物的正常生长,农林牧业减产,正确;对地
15、球的降水和高层大气 温度不会产生影响,错误。第(3)题,图中大气层界线以下为对流层,气温 随高度增加而降低;空气对流显著,天气复杂多变;夏季气温高,对流旺盛,厚度 较大,冬季气温低,对流弱,厚度较薄,C错误;天气复杂多变,不利于高空飞行。【补偿训练】读“大气垂直分层”示意图,完成(1)、(2)题。(1)人类排放的氯氟碳化物,对大气层中影响最大的是()A.A层 B.B层 C.C层 D.D层(2)“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在()A.A层 B.B层 C.C层 D.D层【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)题,人类排放的氟氯碳化物,对大气层中影响最大的是臭氧,臭氧层分布在2227千米处
16、的平流层中,符合的是B层。第(2)题,对流层上冷下热,气流在上升过程中易成云致雨,故“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在对流层中。素养发展图表应用【常见图形】图形1 大气垂直分层示意 图形2 地球大气的垂直分层(部分)示意图 图形3 大气垂直分层示意图【探源母图】1.图形实质:试题中的各种大气垂直分层示意图实质都是教材图呈现的大气垂直分层中各层气温随高度变化、各层大气的运动状况、各层大气与人类活动的关系等知识。2.学科素养:读懂此图需要具备一定的区域认知、综合思维与地理实践力等学科素养。【母图探究】大气的垂直分层示意【思考】(1)图中纵坐标、横坐标表述的含义是什么?提示:纵坐标表示海拔,
17、横坐标表示气温,注意0 气温的位置及气温的变化趋势。(2)大气气温在各层中随高度增加如何变化?提示:在对流层中随高度增加而降低,在平流层中随高度增加而增加,在高层大气中随高度增加先降低再升高。(3)各层大气气温的热量来源是什么?在对流层、平流层中大气的运动有什么特点?提示:对流层的热源来自地面辐射、平流层的热源是臭氧层、高层大气是电离层;在对流层中大气以对流运动为主,平流层中大气以平流运动为主。(4)列举各层大气与人类活动的关系案例。提示:人类生活在对流层底部,天气现象复杂多变，影响人类活动;平流层中臭氧层吸收紫外线保护地球上的生命,适合航空飞行;高层大气的电离层对无线电通信有重要作用,流星现
18、象、极光、人造卫星等位于这一层。学情诊断课堂测评1.(水平1)关于低层大气物质组成的叙述,正确的是()A.干洁空气、二氧化碳、水汽 B.氮、氧、二氧化碳 C.二氧化碳、水汽和固体杂质 D.干洁空气、水汽和固体杂质【解析】选D。低层大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成,干洁空气的主要成分可分为氮气、氧气和二氧化碳等不同成分。(水平1)气球作为探空的工具已经被广泛使用,如下图所示,一探空气球由地面上升至25 千米处。据其可能探测到的现象,回答2、3题。2.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是()A.一直递减 B.一直递增 C.递增递减 D.递减递增 3.探空气球探测到水汽主要集中在()A.对
19、流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层【解析】2选D,3选A。第2题,探空气球从对流层到平流层。对流层的气温分布规律是随高度增加而降低,平流层的气温分布规律是随高度增加而增加。第3题,水汽主要集中在对流层。(水平1、2)下图为局部大气层气温随高度变化曲线示意。完成4、5题。4.图示大气层属于()A.对流层 B.平流层 C.臭氧层 D.高层大气 5.该层大气()A.适合飞机高空飞行 B.极光现象频繁 C.适合人造卫星飞行 D.对流运动显著【解析】4选D,5选B。第4题,读图可知,图示大气层高度位于50千米以上,表示高层大气;对流层和平流层均位于距离地表50千米以下,臭氧层位于平流层中。第5题
20、,高层大气易与太阳活动抛出的高速带电粒子发生摩擦,产生极光;平流层更适合飞机的高空飞行;人造卫星飞行在大气层之外;高层大气对流运动不显著,对流层对流运动显著。6.(水平1、2)阅读图文资料,完成下列要求。地球对流层是最接近地球表面的一层大气,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量。对流层由于受到地面森林、湖泊、山岭等不同因素的影响,受日光照射而引起了气温差异,因而空气对流运动显著。(1)简述对流层上界高度(即对流层顶)随地理纬度和季节变化的规律。(2)分析对流层天气多变的原因。【解析】第(1)题,近地面气温越高,空气上升的高度越大,对流层的厚度越大。因此自低纬到高纬,对流层越薄,上界高度越低。夏季气温高,冬季气温低,因此对流层的厚度夏季厚,冬季薄,上界高度夏季高,冬季低。第(2)题,对流层气温随高度的增加而降低,空气上冷下热,有利于空气的对流运动;对流层集中了几乎全部的水汽,充足的水汽加上空气的对流运动使得对流层天气多变。答案:(1)对流层上界高度低纬度高,高纬度低。对流层上界高度夏季高,冬季低。(2)对流层气温随高度的增加而降低,加上地面受热不均引起冷热差异,故对流运动显著;充足的水汽,使对流层的天气现象复杂多变。